高三化学氮及其化合物.ppt

课前体验 1 将空气中氮气转化为氮的化合物的过程称为固氮 下面能实现人工固氮的是A 闪电B 电解饱和食盐水车间C 根瘤D 合成氨车间 解析 A C均为自然固氮 B中不存在固氮 课前体验 2 发射卫星的运载火箭 其推进剂引燃后发生剧烈反应 产生大量高温气体从火箭尾部喷出 引燃后产生的高温气体主要是CO2 H2O N2 NO 这些气体均为无色 但在卫星发射场看到火箭喷出大量红烟 产生红烟的原因是A 高温下N2遇空气生成NO2B NO遇空气生成NO2C CO2与NO反应生成CO和NO2D NO与H2O反应生成H2和NO2 解析 红烟是二氧化氮 由NO和氧气反应生成 课前体验 3 同温同压下 在3支相同体积的试管中分别充有等体积混合的2种气体 它们是 NO和NO2 NO2和O2 NH3和N2 现将3支试管均倒置于水槽中 充分反应后 试管中剩余气体的体积分别为V1 V2 V3 则下列关系正确的是A V1 V2 V3B V1 V3 V2C V2 V3 V1D V3 V1 V2 解析 只有NO2发生反应 3NO2 H2O2HNO3 NO 结果气体减少了1 3 剩余2 3 发生的反应是4NO2 O2 2H2O4HNO3 假设原来气体各有4体积 反应后只剩余氧气3体积 是原体积的3 8 中氨气全部溶解 剩余体积一半 课前体验 4 下面是实验室制取氨气的装置和选用的试剂 其中错误的是 A 只有 B 只有 C D 解析 实验室制备NH3的方法不只一种 除课本介绍的由NH4Cl与碱石灰反应制取之外 其他的只要合理亦可 装置中NH4Cl加热分解产生的NH3 HCl很容易在管口重新化合成NH4Cl 而无法收集到NH3 装置在加热时 管口应略向下倾斜 以防止冷凝水倒流使试管底部破裂 课前体验 5 短周期元素的单质X Y Z在通常状况下均为气态 并有下列转化关系 反应条件略去 已知 a 常见双原子单质分子中 X分子含共价键最多 b 甲分子含10个电子 乙分子含18个电子 1 X的电子式是 课前体验 2 实验室可用下图所示装置 缺少收集装置 夹持固定装置略去 制备并收集甲 在图中方框内绘出用烧瓶收集甲的仪器装置简图为 试管中的试剂是 填写化学式 烧杯中溶液由无色变为红色 其原因是 用电离方程式表示 NH4Cl Ca OH 2 NH3 H2ONH4 OH 课前体验 3 磷在Z中燃烧可生成两种产物 其中一种产物丁分子中各原子最外层不都是8电子结构 丁的化学式是 4 nmol丁与nmol丙在一定条件下反应 生成4nmol乙和另一化合物 该化合物蒸气的密度是相同状况下氢气的174倍 其化学式是 PCl3 P3N3Cl6 解析 1 首先判断出X Y Z分别是氮气 氢气 氯气 甲 乙 丙分别是氨气 氯化氢 氯化铵 2 收集氨气应该向下排空法 画图时应该将进气口画到接近瓶底 3 磷在氯气中燃烧生成最外层不都是8电子结构的分子是PCl5 4 先求出化合物相对分子质量是174 2 348 依据质量守恒定律可以写出如下表示式 PCl5 NH4Cl4HCl 得出新化合物分子中各原子个数比P Cl N 1 2 1 设其化学式为PxNxCl2x 依据相对分子质量为348 可以求得化学式 典例精析 例1 关于下列各装置图的叙述中 不正确的是 A A 装置 中 d为阳极 c为阴极B 装置 可用于收集H2 NH3 CO2等气体C 装置 中X若为四氯化碳 可用于吸收氨气或氯化氢 并防止倒吸D 装置 可用于干燥 收集氨气 并吸收多余的氨气 典例精析 解析 电流从电源正极流出 所以d与电源负极相连应该是阴极 装置 收集H2 NH3 时应该从a口进气 收集CO2气体则应该从b口进气 氨气或氯化氢都极易溶于水 但是不溶于四氯化碳 可以防倒吸 碱石灰可以干燥氨气 吸收氨气应该防倒吸 评注 从图示观察信息 结合物质的性质综合考查相关知识 关键要准确看懂图中装置及其用途 典例精析 变式1 下图中a b c表示相应仪器中加入的试剂 可用下图装置制取 净化 收集的气体是 B 典例精析 变式1 下图中a b c表示相应仪器中加入的试剂 可用下图装置制取 净化 收集的气体是 B 解析 氨气 NO不能向上排空法收集 A C错 NO2不能用NaOH溶液除杂 D错 典例精析 例2 将充满NO2和O2混合气体的量筒倒立于水中 充分反应后 保持气体压强不变 水进入至量筒容积的一半处停止了 则原混合气体中NO2和O2的体积比是多少 解析 设原混合气体的体积为1 混合气体中NO2的体积为x 则O2的体积为1 x 根据题意可知 最后剩余气体不可能为NO 只能为O2 理由 若剩余的气体为NO 其体积为1 2 则相当于NO2过量3 2 过量的NO2比原来的NO2和O2混合气体的总体积还大 不合理 发生的总反应是 4NO2 O2 2H2O4HNO3则有 1 x x 4 1 2 解得x 2 5 V NO2 V O2 2 5 1 2 5 2 3 从而得到 典例精析 评注 利用总反应式进行计算 简单快捷 这就是技巧 需要平时学习中不断积累 例2 将充满NO2和O2混合气体的量筒倒立于水中 充分反应后 保持气体压强不变 水进入至量筒容积的一半处停止了 则原混合气体中NO2和O2的体积比是多少 典例精析 变式2 有混合气体X 它是由NO H2 CO2组成 通入足量的Na2O2层后 变成混合气体Y 将Y用电火花引燃使其充分反应 只得到浓度为70 的HNO3溶液 无其他任何气体 则X中NO H2 CO2的体积之比为 A 1 1 1B 1 2 7C 3 2 2D 2 4 7 D 解析 依据题意最后得到70 的HNO3溶液 假设硝酸溶液为90g 则含有HNO363g即1mol 含有H2O27g即1 5mol 依据元素守恒可以求出N原子物质的量为1mol H物质的量为4mol 再依据4NO 3O2 2H2O4HNO3和O2 2H22H2O 2Na2O2 2CO22Na2CO3 O2 可以求出CO2物质的量为 3 4 1 2mol 3 5mol 典例精析 备选题 无色的混合气体甲中可能含NO CO2 NO2 NH3 N2中的几种 将100mL气体甲经过下图实验处理 结果得到酸性溶液 而几乎无气体剩余 则气体甲的组成可能为 A NH3 NO2 N2B NH3 NO CO2C NH3 NO2 CO2D NO CO2 N2 B 解析 原来气体无色 说明不含NO2 通过浓硫酸体积减少 说明含有氨气 通过足量Na2O2 气体显红棕色 证明含有NO CO2 最后几乎无气体剩余 说明没有N2 方法指导 一 氨的制取及检验 1 氨气的实验室制取 1 反应原理 2NH4Cl Ca OH 2CaCl2 2NH3 2H2O 2 装置原理 发生 净化 收集 尾气吸收 加热 发生装置 大试管 单孔橡胶塞 酒精灯等 净化装置 含有水蒸气杂质 可以通过装有碱石灰的U形管或球形干燥管进行净化 不能用CaCl2 P2O5 浓硫酸作干燥剂 因为NH3能与CaCl2反应生成CaCl2 8NH3 P2O5与浓硫酸均能与NH3反应 生成相应的盐 收集装置 氯气能溶于水 所以要用向上排空法或排饱和食盐水法 方法指导 一 氨的制取及检验 1 氨气的实验室制取 1 反应原理 2NH4Cl Ca OH 2CaCl2 2NH3 2H2O 2 装置原理 发生 净化 收集 尾气吸收 加热 尾气吸收 氨气不能直接排放到空气中 可以用将多余的氨气通入水中进行吸收 要注意放倒吸 装置图如下 方法指导 一 氨的制取及检验 1 氨气的实验室制取 1 反应原理 2NH4Cl Ca OH 2CaCl2 2NH3 2H2O 2 装置原理 发生 净化 收集 尾气吸收 加热 3 如果没有氯化铵和氢氧化钙 也可以使用浓氨水和生石灰或烧碱固体来制取少量氨气 装置如上图 方法指导 一 氨的制取及检验 2 工业合成氨简述 1 原料 空气 水和燃料 用于生产氢气 2 适宜条件从反应速率 平衡转化率 催化剂活性 成本等方面进行综合分析 温度 500 左右压强 1 107Pa左右催化剂 铁触媒及时将生成的氨气分离 剩余氮气和氢气循环使用 3 氨气的检验方法一 能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 方法二 与浓盐酸作用产生大量白烟 方法指导 二 NO NO2的制取 方法指导 三 氮氧化物有关计算 1 原理将NO2 或NO 和O2同时通水中发生如下反应 3NO2 H2O2HNO3 NO2NO O22NO2以上两个反应不断循环 逐步经计算非常复杂 通常用总反应式进行计算将大大简化 两个总反应式如下 4NO2 O2 2H2O4HNO34NO 3O2 2H2O4HNO3 方法指导 三 氮氧化物有关计算 2 具体分析如下 如果是将NO2和O2同时通入水中反应 当V NO2 V O2 4 1时 无气体剩余 最后只是HNO3当V NO2 V O2 4 1时 NO2过量 剩余为NO 如果是将NO和O2同时通入水中反应 当V NO V O2 4 3时 恰好完全反应 无气体剩余当V NO V O2 4 3时 NO过量 NO剩余当V NO V O2 4 3时 O2过量 O2剩余 3 如果不是恰好反应 则剩余气体只可能是氧气或NO 不可能剩余NO2 为什么 方法指导 四 NO2和溴蒸气的鉴别方法 高考回放 1 2008 上海 已知气体的摩尔质量越小 扩散速度越快 右图所示为气体扩散速度的试验 两种气体扩散相遇时形成白色烟环 下列关于物质甲 乙的判断正确的是 A 甲是浓氨水 乙是浓硫酸B 甲是浓盐酸 乙是浓氨水C 甲是浓氨水 乙是浓盐酸D 甲是浓硝酸 乙是浓氨水 C 解析 气体能扩散 说明两种物质都易挥发 A错 白色烟环靠近乙 说明乙挥发的气体密度较大 B D错 高考回放 2 2008 重庆 N2O5是一种新型硝化剂 其性质和制备收到人们的关注 1 N2O5与苯发生硝化反应生成的硝基苯的结构简式是 高考回放 2 2008 重庆 N2O5是一种新型硝化剂 其性质和制备收到人们的关注 2 一定温度下 在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应 2N2O5 g 4NO2 g O2 g H 0 反应达到平衡后 若再通入一定量氮气 则N2O5的转化率将 填 增大 减小 或 不变 下表为反应在T1温度下的部分实验数据 则500s内N2O5的分解速率为 在T2温度下 反应1000s时测得NO2的浓度为4 98mol L 则T2T1 不变 0 00296mol L 1 s 1 高考回放 2 2008 重庆 N2O5是一种新型硝化剂 其性质和制备收到人们的关注 3 如图所示装置可用于制备N2O5 则N2O5在电解池的阴极区生成 其电极反应式为 N2O4 2HNO3 2e 2N2O5 2H 高考回放